6063铝管转角挤压细化

  采用洛氏硬度计对6061合金ECA P变形前后进行了硬度测试。结果表明：ECA P工艺不仅能够细化6063厚壁铝管晶粒，6063铝管转角挤压细化 对经过固溶时效处理的6063铝管在室温下进行了4道次挤压。采用光学显微镜分析了试样ECA P变形前后的显微组织变化。而且可提高6063铝管硬度，经过2道次挤压后，合金洛氏硬度有了较明显的提高，但在随后道次的变形中，合金的洛氏硬度呈缓慢的下降趋势，并且随着变形道次的增加，挤压试样的各部分洛氏硬度值趋于一致，挤压试样各部分变形趋于均匀。关键词：6063铝管；等通道转角挤压；晶粒细化；洛氏硬度等通道转角挤压（equalchannelangularpress简称ECA P一种能使多晶金属试样产生强烈塑性变形以实现晶粒细化的技术 [12]相对传统金属材料塑性加工工艺而言，由于材料的横截面面积和截面形状在ECA P变形过程中不会改变，因而可以实现材料的反复定向、均匀剪切变形，获得大变形量同时又能使材料晶粒组织得到显著细化 [3-7]由于ECA P能有效地细化材料晶粒，制备大块超细晶材料，因而目前该工艺受到材料科学界的普遍关注。6063铝管属于热处理可强化合金，具有良好的可成型性、良好的抗腐蚀性、可焊接性。广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶等。本文以6063铝管为研究对象，室温下进行等通道转角挤压，分析挤压行为，研究6063铝管挤压前后微观组织和硬度变化。
    模具介绍等通道转角挤压工艺和模具示 变形通道的内转角Φ为90°，外转角为0°。1.2实验材料实验所用材料是商用6063铝管，将材料加工成151565mm方料，首先对试样进行固熔时效热处理。铝管固熔时效热处理规范如下：530℃ 1h+水淬，180℃ 8h+炉冷。加工炉选普通的电阻炉。对热处理后的试样进行ECA P4道次挤压实验，挤压路径取C路径，挤压速度取4mm/挤压过程中采用MoS2进行润滑以减小摩擦对变形的不利影响。对每一挤压道次试样和1个原始试样磨试样，进行金相显微组织观察和分析，同时采用洛氏硬度计测量挤压后试样的表面硬度。2实验结果与分析 2.1挤压工艺对材料的显微组织的影响图2a为未经过挤压6063铝管试样在经过固熔时效热处理后的金相组织图?？梢钥闯鼍倘凼毙却砗?，试样晶粒呈相对粗大的近似等轴分布。图2b为材料在20℃下经路径C一次挤压后的金相组织图，和未挤压试样组织图相比，经过路径C一次挤压后的金相组织挤压1次后，晶粒被挤碎拉长，晶粒细化非常明显，但由于剪切变形的不均匀性，晶粒大小不均。图2c为材料在20℃下经路径C二次挤压后的金相组织图，可以看出，经过2道次挤压后，晶粒沿剪切变形方向拉深变长，晶粒呈条带状排列，晶粒细化效果更加明显。图2d为材料在20℃下经路径C三次挤压后的金相组织图，可以看出，3次挤压后，晶粒沿剪切方向进一步拉深变长，晶粒呈条带状排列。图为2e材料在20℃下经路径C三次挤压后的金相组织图，可以看到挤压4道次后，经过强烈塑性变形后，晶粒得到显著细化，晶粒内位错明显减少，晶粒沿剪切方向进一步拉深变长，晶粒呈明显的条带状排列，并且拉长的晶?？矶缺湎?，形成大量的排列很密的长条状组织。说明经过挤压后，由于剪切变形作用，材料的晶粒得到细化，而晶粒大小直接影响到材料的塑性，经过4次挤压后的材料的晶粒最小，最均匀，同时从金相照片中我可以清楚的看到一些黑点，初步推测其可能为基体中的第二相沉淀，但这需要进一步的研究。这种结果的出现和塑性变形过程中位错的增殖、湮灭及回复作用是分不开的变形不大时，位错密度较小，金属基体内积聚的内能也较小，这时期位错湮灭速度要小于增殖速度，回复作用不是很明显，从总的效果看位错在增加，位错密度在增大，晶粒细化作用较明显。当变形量达到一定程度后，位错的增殖和湮灭达到动态平衡，同时随着内能的增加回复作用逐渐明显，再挤压时晶粒的大小和纵横比基本上不再变化。但在变形的过程中由于相邻晶粒间的相互作用，晶?；挂⑸?，因此晶粒间的晶界取向差会继续大，大角度晶界的数量持续增加。6063铝管试样ECA P变形后晶粒内部会出现高密度位错，这些高密度位错会促使合金组织动态再结晶，从而实现晶粒细化。变形初始阶段，塑性变形会导致分布杂乱的高密度位错缠结，相互缠结的位错间有较大的应力场，从而会导致位错间相互作用并重排，形成胞状结构。随着变形量的增加，位错胞数量增加，尺寸减小，胞内几乎不存在位错，胞壁的位错密度会增加。当位错胞尺寸达到极小值时，变形量的进一步增加不会使其尺寸减小。